CN115438479A - 双电机混合动力总成选型评价系统和方法及介质 - Google Patents

双电机混合动力总成选型评价系统和方法及介质 Download PDF

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CN115438479A CN202211062531.4A CN202211062531A CN115438479A CN 115438479 A CN115438479 A CN 115438479A CN 202211062531 A CN202211062531 A CN 202211062531A CN 115438479 A CN115438479 A CN 115438479A
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Abstract

本发明公开了一种双电机混合动力总成选型评价系统，它的仿真模型构建模块建立双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型，性能仿真模块进行动力性能仿真获取动力性指标，经济性仿真模块进行车辆经济性仿真获取经济性指标，驾驶性仿真模块进行驾驶性仿真获取驾驶性指标，成本分析模块根据不同传动构型确定双电机串并联混合动力总成的成本指标；多维度评价模块确定对应评价模型偏好中的动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标的权重和每项单项指标的子权重；评价模型构建模块确定各种动力构型在选定评价模型偏好下的多维度总评分。本发明基于多维度评价的方法保证了混动选型过程与结果的客观性与可靠性。

Description

双电机混合动力总成选型评价系统和方法及介质
技术领域
本发明涉及汽车动力系统选型技术领域，具体地指一种双电机混合动力总成选型评价系统和方法及介质。
背景技术
随着汽车行业电动化趋势的发展，混合动力汽车具备长续航里程、系统效率高、综合油耗低、动力性能强等优势而成为各家厂商开发的热点。因此对于混合动力总成系统的研发以及对其架构选型与评价的研究越来越受到业界的重视。由于混动构型的工作模式多样化以及成本构成的复杂性，在动力总成研发早期阶段对不同混动构型的评价一直是难以量化比较的指标。目前对于混合动力总成的选型主要通过人工经验进行选择与决策，容易受到主观评价的影响，导致该动力总成的选型方法适用性不强。而目前行业内的商业仿真软件主要集中于传统燃油车的典型应用，难以满足关于混合动力总成的仿真需求。对于混合动力总成的多传动架构和多工作模式等特点目前的主流商业仿真软件缺乏适用性，也不便于对多种车型参数、计算数据、控制策略进行自定义。而随着新能源汽车开发周期的缩短，整车仿真平台需要计算的车型与应用日益增多，而不同混动构型的动力总成应用和车型的整车参数都不尽相同，因此难以在有限的时间内对具体的混合动力总成应用和车型人为的进行模型搭建和参数输入。
针对混合动力汽车项目开发阶段的多种工作模式和多种工况需求，有必要建立一种评价维度多样、标准化程度高、适用性强、自定义便捷的双电机串并联混合动力总成选型方法。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种双电机混合动力总成选型评价系统和方法及介质，本发明能够大幅提升双电机串并联混合动力总成架构选型的效率，且可以根据不同工况和构型组合对双电机串并联混合动力总成的整车性能进行仿真计算与成本分析。本发明基于多维度评价的方法保证了混动选型过程与结果的客观性与可靠性。
为实现此目的，本发明所设计的双电机混合动力总成选型评价系统，它包括仿真模型构建模块、性能仿真模块、经济性仿真模块、驾驶性仿真模块、成本分析模块、多维度评价模块和评价模型构建模块；
仿真模型构建模块用于对双电机串并联混合动力总成基础传动构型进行仿真文件配置和对应的参数定义，并利用仿真文件和定义的对应参数建立双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型；
性能仿真模块用于通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行动力性能仿真获取动力性指标；
经济性仿真模块用于通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行车辆经济性仿真获取经济性指标；
驾驶性仿真模块用于通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行驾驶性仿真获取驾驶性指标；
成本分析模块用于根据不同传动构型确定双电机串并联混合动力总成的成本指标；
多维度评价模块用于按照车型开发阶段中不同客户的需求类型进行多种预设风格的评价模型偏好定义，根据每种评价模型偏好的定义确定对应评价模型偏好中的动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标的权重，以及动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标中每项单项指标的子权重；
评价模型构建模块用于按照每种评价模型偏好中的动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标的权重，以及动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标中每项单项指标的子权重确定各种动力构型在选定评价模型偏好下的多维度总评分。
本发明的有益效果：
本发明通过提供一种基于Matlab/Simulink平台搭建的基于多维度评价的双电机串并联混合动力总成选型方法，具有结构精简，评价维度广，求解速度快等优点；
本发明的双电机混合动力总成评价模型与选型方法其内部模型是一种开源的Simulink模型，具有可编辑性与修改，适用于多种车型架构；
工程人员经过简单的培训即刻进行多种工况下不同挡位组合的串并联混合动力总成的整车性能与成本构成进行仿真与分析计算；
本发明的自动生成报告功能有效的将数据处理和标准化报告生成结合，极大的提升了项目开发效率；
本发明保证了参数输入与计算过程的稳定性和可靠性，避免了手动建模与手动输入参数引起的计算误差；
本发明系统输入参数以及工况较为全面，并与实车数据进行对比标定，对工程开发有实际指导作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的双电机串并联混合动力总成基础构型示意图；
图3为双电机串并联混合动力总成三种构型示例图；
图4为双电机串并联混合动力总成及整车仿真模型示意图；
图5为双电机串并联混合动力总成多维度评价模型示意图；
图6为双电机串并联混合动力总成仿真结果示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1～6所示一种双电机混合动力总成选型评价系统，其特征在于：它包括仿真模型构建模块、性能仿真模块、经济性仿真模块、驾驶性仿真模块、成本分析模块、多维度评价模块和评价模型构建模块；
仿真模型构建模块用于对双电机串并联混合动力总成基础传动构型进行仿真文件配置和对应的参数定义，并利用仿真文件和定义的对应参数在Matlab/Simulink环境中建立双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型；
性能仿真模块用于通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行动力性能仿真获取动力性指标；
经济性仿真模块用于通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行车辆经济性仿真获取经济性指标；
驾驶性仿真模块用于通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行驾驶性仿真获取驾驶性指标；
成本分析模块用于根据不同传动构型确定双电机串并联混合动力总成的成本指标；
多维度评价模块用于按照车型开发阶段中不同客户的需求类型进行多种预设风格的评价模型偏好定义，根据每种评价模型偏好的定义确定对应评价模型偏好中的动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标的权重，以及动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标中每项单项指标的子权重；
评价模型构建模块用于按照每种评价模型偏好中的动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标的权重，以及动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标中每项单项指标的子权重确定各种动力构型在选定评价模型偏好下的多维度总评分。
上述技术方案中，所述文件配置与参数定义模块对双电机串并联混合动力总成基础构型进行仿真文件配置和对应的参数定义的具体方法为：根据项目开发对应的车型，分别利用Matlab脚本读取对应的整车仿真文件、发动机仿真文件、离合器仿真文件、P1发电机仿真文件、P3驱动电机仿真文件、变速箱仿真文件、电池仿真文件、电器附件仿真文件和驾驶员仿真文件，在选定好对应的仿真配置文件后，先将各个参数定义到工作空间中，工作空间用于存放读取后的参数，之后再将工作空间中的参数赋予到模型变量中，再将工作空间中的参数赋予到双电机串并联混合动力总成及整车仿真模型对应的变量(比如整车模型中的质量和迎风面积等)中。
其中整车仿真文件定义的具体参数包括：满载质量、空载质量、轴距、驱动模式、前后轴载荷分布、质心高度、轮胎半径、轮胎滚动摩擦系数，轮胎滑动摩擦系数和迎风面积；
发动机仿真文件定义的具体参数包括：发动机外特性曲线、发动机扭矩与转速和油耗曲线、发动机飞轮转动惯量、发动机怠速转速、发动机拖曳扭矩、发动机最大扭矩上升速率和发动机启停控制策略；
离合器仿真文件定义的具体参数包括：离合器片半径、离合器动态摩擦系数、离合器稳态摩擦系数、离合器传递的最大扭矩、离合器输入端转动惯量、离合器输出端转动惯量和离合器油压特性曲线；
P1发电机仿真文件定义的具体参数包括：P1发电机外特性曲线、P1发电机峰值扭矩、P1发电机额定扭矩、P1发电机最大转速、P1发电机效率曲线、P1发电机转子转动惯量和P1发电机制动能量回收策略；
P3驱动电机仿真文件定义的具体参数包括：P3驱动电机外特性曲线、P3驱动电机峰值扭矩、P3驱动电机额定扭矩、P3驱动电机最大转速、P3驱动电机效率曲线、P3驱动电机转子转动惯量和P3驱动电机制动能量回收策略；
变速箱仿真文件定义的具体参数包括：发动机端各挡位速比、电机端各档位速比、各级齿轮转动惯量、各级齿轮传动效率、各同步器的摩擦系数；
电池仿真文件定义的具体参数包括：电池容量、电池电动势、放电状态下的电池内阻、充电状态下的电池内阻、放电状态下的开路电压曲线、充电状态下的开路电压曲线和电池充电效率；
电器附件仿真文件定义的具体参数包括：电器附件平均功率，电器附件对于DCDC的平均工作效率。
驾驶员仿真文件具体参数包括：油门踏板响应速度、刹车踏板相应速度和PI控制参数。
所述输入文件均为Excel文件，便于程序的读取、编辑与保存。
针对整车需求目标构建多种双电机串并联混合动力总成的方案，本发明的参考示例如图3所示，选择的比较对象为三种不同的双电机串并联混合动力总成构型，并分别选择其对应的具体参数。
本发明所适用的双电机串并联混合动力总成基础构型如图2所示，其基础架构在发动机端可以匹配1～4个挡位在实现增速降扭的作用下能够支持多种挡位组合的需求，P3驱动电机端部有两个挡位可以兼容1～2个挡位以实现驱动电机侧的挡位变化；P1发电机与发动机通过平行轴系连接。该动力总成系统可实现发动机、P1发电机、P3驱动电机动力耦合的功能。P1发电机在发动机输出端，P3电机在变速箱输出端，其中大多数时候P1承担发电作用，P3承担驱动作用，其支持的工作模式有：纯电驱动、能量回收、串联驱动、并联驱动、发动机直驱以及怠速充电模式。
上述技术方案中，所述性能仿真模块通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行动力性能仿真获取动力性指标的具体方法为：所述动力性指标包括加速时间评分、最大爬坡度评分、纯电模式最高车速评分和综合最高车速评分，双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型利用设定的全油门加速工况进行车辆加速性能仿真获取加速时间评分；利用设定的满载爬坡工况进行车辆爬坡性能仿真获取车辆最大爬坡度评分；利用设定的极限车速工况进行车辆极限车速性能仿真获取纯电模式最高车速评分和综合最高车速评分。
上述技术方案中，所述经济性仿真模块通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行车辆经济性仿真获取经济性指标的具体方法为：经济性指标包括WLTC(Worldwide-harmonized Light vehicles Test Cycle，全球统一轻型车测试规程)百公里油耗、NEDC(New-European-Driving-Cycle)百公里油耗评分和定速油耗评分，纯电行驶里程评分或综合续航里程评分，利用设定的经济性工况进行车辆油耗仿真获取WLTC百公里油耗、NEDC百公里油耗评分和定速油耗评分；利用设定的经济性工况进行续航里程仿真获取纯电行驶里程评分或综合续航里程评分；
所述成本指标包括电机成本评分、电控成本评分、发动机成本评分、变速箱机械件成本评分、重量成本评分和空间成本评分；
电机成本评分过程为：输入电机选型型号进行驱动电机与发电机的成本检索，并对成本检索的结果进行电机成本的归一化打分，归一化打分的具体方法为以0～3000RMB为成本范围将其转化成最终的具体得分；如果构型一的电机成本为2100元，则评分为10-2100/3000*10＝3分；成本越高分数越低。
电控成本评分过程为：输入电控的选型型号进行电控成本检索并对成本检索的结果进行电控成本的归一化打分，归一化打分的具体方法为以0～4000RMB为成本范围将其转化成最终的具体得分；举个例子，如果构型一的电控成本为2400RMB，则其得分为10-2400/4000＝4分，成本越高得分越低。
发动机成本评分过程为：输入发动机的选型型号进行发动机的成本检索，并对成本检索的结果进行发动机成本的归一化打分；归一化打分的具体方法为以0～3000RMB为成本范围将其转化成最终的具体得分；如果构型一的发动机成本为1800元，则评分为10-1800/3000*10＝4分；成本越高分数越低。
变速箱机械件成本评分过程为：对轴齿成本模型，换挡机构成本模型，壳体成本模型，小件成本模型进行变速箱机械件的成本检索并对成本检索的结果进行变速箱机械件成本的归一化打分；归一化打分的具体方法为以0～3000RMB为成本范围将其转化成最终的具体得分；如果构型一的变速箱机械件成本为1800元，则评分为10-1800/3000*10＝4分；成本越高分数越低。
重量成本评分过程为：综合混动系统所有的构件后的重量与目标重量进行比较，并进行重量成本的归一化打分；归一化打分的具体方法为以0～150kg为重量范围将其转化成最终的具体得分；如果构型一的动力总成重量为120kg，则评分为10-120/150*10＝4分；重量越高分数越低。
空间成本评分过程为：综合混动系统所有的构件后的空间尺寸与目标空间尺寸进行比较，并以远小于系统空间(10分)，略小于系统空间(8分)，略超出系统空间(6分)，远超出系统空间(4分)进行四个档次的归一化评分；归一化打分的具体方法为以0～10分为范围对空间成本进行评分；如果构型一的动力总成的空间成本为略小于系统空间，则评分为8分。
所述驾驶性仿真模块通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行驾驶性仿真获取驾驶性指标的具体方法为：驾驶性指标包括EV模式换挡动力中断评分、EV模式切换到混动模式动力中断评分、驾驶性评价工况下换挡和混动模式切换频次评分、驾驶性评价工况下换挡和混动模式切换冲击度评分，利用设定的驾驶性能工况进行车辆驾驶性能仿真获取EV模式换挡动力中断评分、EV模式切换到混动模式动力中断评分、驾驶性评价工况下换挡和混动模式切换频次评分、驾驶性评价工况下换挡和混动模式切换冲击度评分。
上述技术方案中，多维度评价模块按照车型开发阶段中不同客户的需求类型进行多种预设风格的评价模型偏好定义，根据每种评价模型偏好的定义确定对应评价模型偏好中的动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标的权重，以及动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标中每项单项指标的子权重的具体方法为：
将各个维度的评价指标进行分解，再按照各个细分指标的值和所占的比重给出相应选型评价的总得分以及细分得分。
动力性指标对应的细分指标有:纯电模式下最高车速，综合工况下最高车速，0-60km/h加速时间，0-100km/h加速时间，最大爬坡度，以上五个动力性子项的指标评价得分分别占动力性指标的20％；
经济性指标对应的细分指标有:WLTC百公里油耗，NEDC百公里油耗，纯电行驶里程(PHEV模式下)/综合续航里程(HEV模式下)，100km/h定速油耗，以上四个经济性子项的指标评价得分分别占动力性指标的25％；
成本指标对应的细分指标有:电机成本，电控成本，重量成本，空间成本，发动机成本，变速箱相关零件成本；以上六个成本子项的指标评价得分分别占成本指标的16.6％；
驾驶性指标对应的细分指标有:EV模式换挡动力中断，EV模式切换到混动模式动力中断，标准工况下换挡或者模式切换频次，标准工况下换挡或者模式切换冲击度；以上四个驾驶性子项指标的评价得分分别占驾驶性得分的25％；
按照车型开发阶段中不同客户的需求类型将评价模型的偏好进行典型风格化定义，各个偏好对应的评价模型的占比不尽相同，其具体占比如下：
1、动力偏好，动力性指标权重占50％，经济性指标权重占比为20％，成本指标权重占比为20％，驾驶性指标权重占比为10％；
2、经济偏好，动力性指标权重占20％，经济性指标权重占比为50％，成本指标权重占比为20％，驾驶性指标权重占比为10％；
3、成本优先，动力性指标权重占20％，经济性指标权重占比为20％，成本指标权重占比为50％，驾驶性指标权重占比为10％；
4、均衡模式，动力性指标权重占30％，经济性指标权重占比为30％，成本指标权重占比为30％，驾驶性指标权重占比为10％；
表1为均衡模式下的串并联混合动力总成的具体评分标准，其他模式下的评分标准参照上述设置对四大指标的权重占比进行调整；
表1双电机串并联混合动力总成多维度评价表(均衡模式)
Figure BDA0003826690610000101
上述技术方案中，所述评价模型构建模块按照每种评价模型偏好中的动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标的权重，以及动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标中每项单项指标的子权重确定各种动力构型在选定评价模型偏好下的多维度总评分的具体方法为：
Figure BDA0003826690610000111
式中，Scoretotal为选定构型的选定评价模型偏好下多维度总评分，Wper为选定偏好下的动力性评分占比，Ak为动力性单项指标的具体得分，Bk为该动力性单项指标对应的子权重，k为该动力性单项指标的子项序号，n1为动力性评价单项的个数；
WEco为选定构型的选定偏好下的经济性评分占比，Ck1为经济性单项指标的具体得分，Dk1为该经济性单项指标对应的子权重，k1为该经济性单项指标的子项序号，n2为经济性评价单项的个数；
WCost为选定构型的选定偏好下的成本性评分占比，Ek2为成本性单项指标的具体得分，Fk2为该成本性单项指标对应的子权重，k2为该成本性单项指标的子项序号，n3为成本性评价单项的个数；
WDriv为选定构型的选定偏好下的驾驶性评分占比，Gk3为驾驶性单项指标的具体得分，Hk3为该驾驶性单项指标对应的子权重，k3为该驾驶性单项指标的子项序号，n4为驾驶性评价单项的个数。
本实施例中的具体答复结果如表2所示：
表2三种双电机串并联混合动力总成架构的评分结果汇总
均衡模式 方案1 方案2 方案3
动力性得分 26.12 27.24 27.47
经济性得分 23.27 26.41 25.34
驾驶性得分 8.02 7.41 7.32
成本得分 22.14 21.06 19.59
综合得分 79.55 82.12 79.72
上述技术方案中，所述加速时间评分包括0～100km/h加速时间评分和0～60km/h加速时间评分，0～100km/h加速时间评分过程为：通过动力性能仿真获得具体的0～100km/h加速时间A，并对加速时间A进行0～100km/h加速时间的归一化打分，归一化打分过程为按照0-10s以转化成具体的得分，0～10s这个范围内，加速时间越长得分越低，比如图3中的构型一0～100km/h加速时间5.6s，其得分为10-5.6＝4.4分，比如图3中的构型二0～100km/h加速时间7.2s，其得分为10-7.2＝2.8分；
0～60km/h加速时间评分过程为：通过动力性能仿真获得具体的0～60km/h加速时间B，并对加速时间B进行加速时间的0～60km/h归一化打分，归一化打分过程为按照0～6s将其转化成具体得分，比如构型一0～60km/h加速时间2.2s，其得分为(6-2.2)*2＝7.6分，比如构型二0～60km/h加速时间2.8s，其得分为(6-2.8)*2＝6.4分；
最大爬坡度评分过程为：通过满载爬坡工况获得整车满载下的最大爬坡度，并对最大爬坡度进行爬坡度的归一化打分,归一化打分方式为：按照0～100％将其转化成具体得分，比如构型一的最大爬坡度为42％，则其得分为42％/100％*10＝4.2分；
纯电模式最高车速评分过程为：在VCU设置驱动模式为纯电驱动下进行车辆极限车速性能仿真，获得纯电模式下的最高车速，并对纯电模式下的最高车速进行纯电模式车速的归一化打分，归一化打分过程为按照0～150km/h为得分区间将仿真结果转化成具体得分；如果构型一的纯电最高车速为120km/h,则其得分为120/150*10＝8分；
综合最高车速评分过程为：在VCU设置为正常切换工作模式下进行综合最高车速仿真，获得综合工况下的最高车速，并对综合工况下的最高车速进行综合工况车速的归一化打分，归一化打分过程为按照0～250km/h为得分区间将仿真结果转化成具体得分。如果构型一的综合最高车速为200km/h,则其得分为200/250*10＝8分；
上述技术方案中，WLTC百公里油耗评分过程为：在选定混动构型后通过设置一个初步的SOC值(初始值一般设定为90％)，进行WLTC工况的仿真，以仿真该工况下的油耗以及SOC变化值，并判断最初状态SOC值与最终状态的SOC值是否相等，相等就是仿真开始时电池SOC值和仿真结束后SOC值一样，说明这个状态就是SOC平衡的，若不相等则重设一个初步SOC值重复该仿真过程；当最终SOC值与初始值持平时，该工况下的经济性仿真终止，此时的油耗值进行换算获得该工况下的SOC平衡状态下的百公里油耗值，并对SOC平衡状态下的百公里油耗值进行WLTC油耗值的归一化打分，归一化打分过程为按照0～10L/100km进行转化；。举例子，如果构型一的SOC下等效油耗值5.6L/100Km,则其得分为10-5.6/10＝4.4分；
NEDC百公里油耗评分过程为：在选定混动构型后通过设置一个初步的SOC值，进行NEDC工况的仿真，以仿真该工况下的油耗以及SOC变化值，并判断最初状态SOC值与最终状态的SOC值是否相等，若不相等则重设一个初步SOC值重复该仿真过程；当最终SOC值与初始值持平时，该工况下的经济性仿真终止，此时的油耗值进行换算获得该工况下的SOC平衡状态下的百公里油耗值，并对SOC平衡状态下的百公里油耗值进行NEDC油耗值的归一化打分，归一化打分过程为按照0L/100km-10L/100km进行转化；如果构型一的SOC下等效油耗值5.4L/100Km,则其得分为10-5.4/10＝4.6分；
纯电行驶里程或综合续航里程评分过程为：在选定构型后进行PHEV模式下的纯电行驶里程仿真，并将纯电行驶里程仿真结果进行纯电行驶里程的归一化打分，或者，在选定构型后进行HEV模式下的综合续航里程仿真，并将综合续航里程仿真结果进行综合续航里程的归一化打分，归一化打分过程为按照0～600km进行转化；
100km/h定速油耗评分过程为：在选定混动构型后进行匀速工况下的经济性仿真，获得该工况下的定速油耗，并将该仿真结果进行定速油耗的归一化打分，归一化打分过程为按照0～10L/100km进行转化；如果构型一的100km/h定速下等效油耗值3.4L/100Km,则其得分为10-3.4/10＝6.6分；
上述技术方案中，EV模式换挡动力中断评分过程为：在选定构型后进行驾驶性工况的仿真，并分析EV模式换挡动力中断程度，并以无动力中断(9分)、轻微动力中断和严重动力中断(动力中断时间小于0.1s为轻微(6分)；动力中断时间大于0.1s为严重(3分))三种程度进行换挡动力中断的归一化打分；如果构型一的EV模式的换挡过程无动力中断,则其得分为9分；
EV模式切换到混动模式动力中断评分过程为：在选定构型后进行驾驶性工况的仿真，并分析EV模式切换到混动模式过程中的动力中断程度，并以无动力中断(9分)、轻微动力中断(6分)和严重动力中断(3分)三种程度进行模式切换动力中断的归一化打分；如果构型一的EV模式切换到混动模式的过程无动力中断,则其得分为9分；
驾驶性评价工况下换挡和混动模式切换频次评分过程为：在选定构型后进行驾驶性工况的仿真，并统计驾驶性工况下的换挡和混动模式切换的频次，并将换挡和混动模式切换的频次进行换挡和切换频次的归一化打分，归一化打分过程为以0～100次为范围将切换频次转化为最终的具体得分，次数越多分数越低；如果构型一的换挡和混动模式切换的频次为87次,则其得分为10-87/100*10＝1.3分；
驾驶性评价工况下换挡和混动模式切换冲击度评分过程为：在选定构型后进行驾驶性工况的仿真，并统计驾驶性工况下的换挡和模式切换冲击度分布，并将换挡和模式切换的冲击度进行冲击度的归一化打分，以0-10m/s3为范围将切换频次转化为最终的具体得分。如果构型一的换挡冲击度为8m/s^3,则其得分为10-8/10*10＝2分；
上述技术方案中，所述双电机串并联混合动力总成及整车仿真模型中的各个信号均可使用Scope示波器进行实时显示与监测，所述双电机串并联混合动力总成及整车仿真模型的输出结果可以根据项目需求进行配置，且输出形式可以是Mat文件、Figure图形、Txt文本、Word文档等多种形式。
如图4所示所述双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型包括仿真参数读取模块，驾驶工况模块，驾驶员模块，控制模块；所述控制模块包括：整车控制模块，发动机控制模块，离合器控制模块，齿轮箱控制模块，电机控制模块；物理模型；所述物理模型包括：发动机物理模型，离合器物理模型，齿轮箱物理模型，P3电机物理模型，P1电机物理模型，电池物理模型，电气附件物理模型，车身物理模型，轮胎与刹车物理模型；电机成本模型库，电控成本模型库，发动机成本模型库，变速箱机械件成本模型库；仿真数据监测模块，仿真数据处理模块，仿真报告生成模块，仿真终止判断模块。所述仿真参数读取模块与驾驶员模块，整车控制模块，物理模型模块通讯连接，所述驾驶工况模块与驾驶员模块通讯连接，所述驾驶员模块与控制模块通讯连接，所述控制模块与物理模型模块通讯连接，所述物理模型模块、仿真数据监测模块以及仿真终止判断模块通讯连接，
一种双电机混合动力总成选型评价方法，它包括如下步骤；
步骤1：对双电机串并联混合动力总成基础传动构型进行仿真文件配置和对应的参数定义，并利用仿真文件和定义的对应参数建立双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型；
步骤2：通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行动力性能仿真获取动力性指标；
通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行车辆经济性仿真获取经济性指标；
通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行驾驶性仿真获取驾驶性指标；
根据不同传动构型确定双电机串并联混合动力总成的成本指标；
步骤3：按照车型开发阶段中不同客户的需求类型进行多种预设风格的评价模型偏好定义，根据每种评价模型偏好的定义确定对应评价模型偏好中的动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标的权重，以及动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标中每项单项指标的子权重；
步骤4：按照每种评价模型偏好中的动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标的权重，以及动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标中每项单项指标的子权重确定各种动力构型在选定评价模型偏好下的多维度总评分；
步骤5：评价结果分析与选型报告生成
所述步骤5数据处理完成后以mat文件的形式储存于工作空间中，以便于后续的双电机串并联混动选型报告生成。在完成数据处理后，系统自动调用选型报告生成模块，所述模板定义了选型报告生成的格式与范围，所述模板的格式与范围可以根据具体项目开发需求进行调整。按照不同的仿真工况与分析目标，分别生成对应构型的仿真报告，包括动力性，经济性，成本，驾驶性四种评价维度的总体评价结果。并且基于多维度评价的每个评价维度的细分得分与对比均可以体现在报告中。对于重点关注的关键信息，可以在选型报告的图表中予以特殊标记。选型报告模板支持自定义语句与变量修改，方便将报告内容进行拓展与编辑。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。
本发明基于Matlab/Simulink环境搭建，通过配置仿真文件定义整车以及混合动力总成各子系统的参数。并且该系统能同时存储多种车型与动力单元应用的参数，仿真参数能够进行实时进行更改与替换。本发明适用于双电机串并联混合动力总成的不同架构与挡位组合，发动机对应的挡位可以覆盖单档，两档，三档，四档四种传动构型；驱动电机对应的挡位可以覆盖单档和两挡两种传动构型。可以在混合动力总成详细架构与硬件设计之前可以对比不同架构的混合动力总成对应的整车性能并进行参数寻优分析。并可以根据不同工况的需求编写仿真计算程序，在仿真过程中根据选择的参数进行计算并且以曲线或者图表的形式显示出来。
以某款中型SUV匹配双电机串并联混合动力总成的HEV版本的选型过程为例：
1、选择目标车型和动力总成的输入文件：选择整车文件，备选混合动力总成构型，P3电机文件，P1电机文件，发动机文件，变速箱文件，驾驶员文件，电池文件，仿真工况文件；
2、选择目标车型所需分析的工况对备选的几种混合构型：开始仿真计算与成本分析，仿真结果导入到评价模型中进行多维度评价；
3、根据多维度评价结果对备选的几种构型进行比较分析得出最优构型；
4、仿真完成后选择对应的报告模板，点击报告生成按钮生成仿真报告并存档；
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种双电机混合动力总成选型评价系统，其特征在于：它包括仿真模型构建模块、性能仿真模块、经济性仿真模块、驾驶性仿真模块、成本分析模块、多维度评价模块和评价模型构建模块；
仿真模型构建模块用于对双电机串并联混合动力总成基础传动构型进行仿真文件配置和对应的参数定义，并利用仿真文件和定义的对应参数建立双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型；
性能仿真模块用于通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行动力性能仿真获取动力性指标；
经济性仿真模块用于通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行车辆经济性仿真获取经济性指标；
驾驶性仿真模块用于通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行驾驶性仿真获取驾驶性指标；
成本分析模块用于根据不同传动构型确定双电机串并联混合动力总成的成本指标；
多维度评价模块用于按照车型开发阶段中不同客户的需求类型进行多种预设风格的评价模型偏好定义，根据每种评价模型偏好的定义确定对应评价模型偏好中的动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标的权重，以及动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标中每项单项指标的子权重；
评价模型构建模块用于按照每种评价模型偏好中的动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标的权重，以及动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标中每项单项指标的子权重确定各种动力构型在选定评价模型偏好下的多维度总评分。
2.根据权利要求1所述的双电机混合动力总成选型评价系统，其特征在于：所述文件配置与参数定义模块对双电机串并联混合动力总成基础构型进行仿真文件配置和对应的参数定义的具体方法为：根据项目开发对应的车型，分别利用脚本读取对应的整车仿真文件、发动机仿真文件、离合器仿真文件、P1发电机仿真文件、P3驱动电机仿真文件、变速箱仿真文件、电池仿真文件、电器附件仿真文件和驾驶员仿真文件，在选定好对应的仿真配置文件后，先将各个参数定义到工作空间中，工作空间用于存放读取后的参数，之后再将工作空间中的参数赋予到模型变量中，再将工作空间中的参数赋予到双电机串并联混合动力总成及整车仿真模型对应的变量中。
3.根据权利要求1所述的双电机混合动力总成选型评价系统，其特征在于：所述性能仿真模块通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行动力性能仿真获取动力性指标的具体方法为：双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型利用设定的全油门加速工况进行车辆加速性能仿真获取加速时间评分；利用设定的满载爬坡工况进行车辆爬坡性能仿真获取车辆最大爬坡度评分；利用设定的极限车速工况进行车辆极限车速性能仿真获取纯电模式最高车速评分和综合最高车速评分。
4.根据权利要求1所述的双电机混合动力总成选型评价系统，其特征在于：所述经济性仿真模块通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行车辆经济性仿真获取经济性指标的具体方法为：利用设定的经济性工况进行车辆油耗仿真获取WLTC百公里油耗、NEDC百公里油耗评分和定速油耗评分；利用设定的经济性工况进行续航里程仿真获取纯电行驶里程评分或综合续航里程评分；
所述成本指标包括电机成本评分、电控成本评分、发动机成本评分、变速箱机械件成本评分、重量成本评分和空间成本评分；
电机成本评分过程为：输入电机选型型号进行驱动电机与发电机的成本检索，并对成本检索的结果进行电机成本的归一化打分；
电控成本评分过程为：输入电控的选型型号进行电控成本检索并对成本检索的结果进行电控成本的归一化打分；
发动机成本评分过程为：输入发动机的选型型号进行发动机的成本检索，并对成本检索的结果进行发动机成本的归一化打分；
变速箱机械件成本评分过程为：对轴齿成本模型，换挡机构成本模型，壳体成本模型，小件成本模型进行变速箱机械件的成本检索并对成本检索的结果进行变速箱机械件成本的归一化打分；
重量成本评分过程为：综合混动系统所有的构件后的重量与目标重量进行比较，并进行重量成本的归一化打分；
空间成本评分过程为：综合混动系统所有的构件后的空间尺寸与目标空间尺寸进行比较，并以远小于系统空间，略小于系统空间，略超出系统空间，远超出系统空间进行四个档次的归一化评分；
所述驾驶性仿真模块通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行驾驶性仿真获取驾驶性指标的具体方法为：利用设定的驾驶性能工况进行车辆驾驶性能仿真获取EV模式换挡动力中断评分、EV模式切换到混动模式动力中断评分、驾驶性评价工况下换挡和混动模式切换频次评分、驾驶性评价工况下换挡和混动模式切换冲击度评分。
5.根据权利要求1所述的双电机混合动力总成选型评价系统，其特征在于：所述评价模型构建模块按照每种评价模型偏好中的动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标的权重，以及动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标中每项单项指标的子权重确定各种动力构型在选定评价模型偏好下的多维度总评分的具体方法为：
Figure FDA0003826690600000031
式中，Scoretotal为选定构型的选定评价模型偏好下多维度总评分，Wper为选定偏好下的动力性评分占比，Ak为动力性单项指标的具体得分，Bk为该动力性单项指标对应的子权重，k为该动力性单项指标的子项序号，n1为动力性评价单项的个数；
WEco为选定构型的选定偏好下的经济性评分占比，Ck1为经济性单项指标的具体得分，Dk1为该经济性单项指标对应的子权重，k1为该经济性单项指标的子项序号，n2为经济性评价单项的个数；
WCost为选定构型的选定偏好下的成本性评分占比，Ek2为成本性单项指标的具体得分，Fk2为该成本性单项指标对应的子权重，k2为该成本性单项指标的子项序号，n3为成本性评价单项的个数；
WDriv为选定构型的选定偏好下的驾驶性评分占比，Gk3为驾驶性单项指标的具体得分，Hk3为该驾驶性单项指标对应的子权重，k3为该驾驶性单项指标的子项序号，n4为驾驶性评价单项的个数。
6.根据权利要求3所述的双电机混合动力总成选型评价系统，其特征在于：所述加速时间评分包括0～100km/h加速时间评分和0～60km/h加速时间评分，0～100km/h加速时间评分过程为：通过动力性能仿真获得具体的0～100km/h加速时间A，并对加速时间A进行0～100km/h加速时间的归一化打分；
0～60km/h加速时间评分过程为：通过动力性能仿真获得具体的0～60km/h加速时间B，并对加速时间B进行加速时间的0～60km/h归一化打分；
最大爬坡度评分过程为：通过满载爬坡工况获得整车满载下的最大爬坡度，并对最大爬坡度进行爬坡度的归一化打分；
纯电模式最高车速评分过程为：在VCU设置驱动模式为纯电驱动下进行车辆极限车速性能仿真，获得纯电模式下的最高车速，并对纯电模式下的最高车速进行纯电模式车速的归一化打分；
综合最高车速评分过程为：在VCU设置为正常切换工作模式下进行综合最高车速仿真，获得综合工况下的最高车速，并对综合工况下的最高车速进行综合工况车速的归一化打分。
7.根据权利要求4所述的双电机混合动力总成选型评价系统，其特征在于：WLTC百公里油耗评分过程为：在选定混动构型后通过设置一个初步的SOC值，进行WLTC工况的仿真，以仿真该工况下的油耗以及SOC变化值，并判断最初状态SOC值与最终状态的SOC值是否相等，若不相等则重设一个初步SOC值重复该仿真过程；当最终SOC值与初始值持平时，该工况下的经济性仿真终止，此时的油耗值进行换算获得该工况下的SOC平衡状态下的百公里油耗值，并对SOC平衡状态下的百公里油耗值进行WLTC油耗值的归一化打分；
NEDC百公里油耗评分过程为：在选定混动构型后通过设置一个初步的SOC值，进行NEDC工况的仿真，以仿真该工况下的油耗以及SOC变化值，并判断最初状态SOC值与最终状态的SOC值是否相等，若不相等则重设一个初步SOC值重复该仿真过程；当最终SOC值与初始值持平时，该工况下的经济性仿真终止，此时的油耗值进行换算获得该工况下的SOC平衡状态下的百公里油耗值，并对SOC平衡状态下的百公里油耗值进行NEDC油耗值的归一化打分；
纯电行驶里程或综合续航里程评分过程为：在选定构型后进行PHEV模式下的纯电行驶里程仿真，并将纯电行驶里程仿真结果进行纯电行驶里程的归一化打分，或者，在选定构型后进行HEV模式下的综合续航里程仿真，并将综合续航里程仿真结果进行综合续航里程的归一化打分；
定速油耗评分过程为：在选定混动构型后进行匀速工况下的经济性仿真，获得该工况下的定速油耗，并将该仿真结果进行定速油耗的归一化打分。
8.根据权利要求4所述的双电机混合动力总成选型评价系统，其特征在于：
EV模式换挡动力中断评分过程为：在选定构型后进行驾驶性工况的仿真，并分析EV模式换挡动力中断程度，并以无动力中断、轻微动力中断和严重动力中断三种程度进行换挡动力中断的归一化打分；
EV模式切换到混动模式动力中断评分过程为：在选定构型后进行驾驶性工况的仿真，并分析EV模式切换到混动模式过程中的动力中断程度，并以无动力中断、轻微动力中断和严重动力中断三种程度进行模式切换动力中断的归一化打分；
驾驶性评价工况下换挡和混动模式切换频次评分过程为：在选定构型后进行驾驶性工况的仿真，并统计驾驶性工况下的换挡和混动模式切换的频次，并将换挡和混动模式切换的频次进行换挡和切换频次的归一化打分；
驾驶性评价工况下换挡和混动模式切换冲击度评分过程为：在选定构型后进行驾驶性工况的仿真，并统计驾驶性工况下的换挡和模式切换冲击度分布，并将换挡和模式切换的冲击度进行冲击度的归一化打分。
9.一种双电机混合动力总成选型评价方法，其特征在于：它包括如下步骤；
步骤1：对双电机串并联混合动力总成基础传动构型进行仿真文件配置和对应的参数定义，并利用仿真文件和定义的对应参数建立双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型；
步骤2：通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行动力性能仿真获取动力性指标；
通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行车辆经济性仿真获取经济性指标；
通过双电机串并联混合动力总成整车性能仿真模型进行驾驶性仿真获取驾驶性指标；
根据不同传动构型确定双电机串并联混合动力总成的成本指标；
步骤3：按照车型开发阶段中不同客户的需求类型进行多种预设风格的评价模型偏好定义，根据每种评价模型偏好的定义确定对应评价模型偏好中的动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标的权重，以及动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标中每项单项指标的子权重；
步骤4：按照每种评价模型偏好中的动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标的权重，以及动力性指标、经济性指标、成本指标和驾驶性指标中每项单项指标的子权重确定各种动力构型在选定评价模型偏好下的多维度总评分。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求9所述方法的步骤。
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